Augmentation de la température due à l'énergie consommée par l'homme

**une_question** · 04/08/2015, 10h34

bonjour,

je ne parviens pas à trouver quelle est la part dans l'augmentation des températures due simplement à l'énergie consommée par l'homme (qui est la plupart du temps au final convertie en chaleur) ?

j'ai trouvé que la consommation d'énergie au niveau mondial est en 2010 de 8677 Mtep / an (méga tonne équivalent pétrole), ce qui donne 360 x 10⁹ GJ / an.

la surface de la terre est de 5.1 x 10⁸ km² donc ça donne 360 x 10⁹ / (5.1006 x 10⁸) = 706 GJ / km² / an. si on supposait que la troposphère (10 premiers km de l'atmosphère) était un système isolé on aurait 706 GJ / km² / an / (1000² x 10⁴ m³ / km²) = 70.6 J / an / m³ d'air.

avec la capacité thermique de l'air qui est de 1.256 kJ m^-3K^-3 on aurait donc une augmentation de 0.056°K / an de la température de l'air dans la troposphère.

la troposphère n'étant pas un système isolé, une partie de l'énergie est diffusée au reste du globe : océans, continents, couches supérieures de l'atmosphère, et au reste de l'univers par rayonnement.

la troposphère représente une bonne moitié de la masse de l'atmosphère, et on doit pouvoir approximer les échanges thermiques entre l'atmosphère et le reste du globe en ne prenant en compte que la troposphère et les couches supérieures de l'océan.

bien sûr c'est ce dernier point qui est difficile à évaluer.

http://lecalve.univ-tln.fr/oceano/fiches/fiche5C.htm :

Quand l'océan est plus chaud que l'air, l'air en contact avec l'océan se réchauffe et monte. On a un phénomène de convection naturelle qui entretient le renouvellement de l'air et donc les échanges de chaleur. Dans le cas contraire l'air refroidi reste à la surface les échanges de chaleur se font alors plus lentement à l'échelle moléculaire. Il y a donc une dissymétrie dans les échanges de chaleur : l'océan cède plus facilement de la chaleur par convection qu'il n'en gagne par conduction.

est-ce que ça signifie que l'on peut dire que la grande consommation énergétique de l'homme cause directement une augmentation des températures de l'air au niveau mondial (effet de serre ou pas) ?

merci.

invite07941352 · 04/08/2015, 10h52

Bonjour,
Je crois que l'on peut dire "négligeable..." :

L'énergie solaire recue en 1 jour est 30 fois supérieure à la consommation annuelle de l'Homme et ceci , malgré la très faible part absorbée .

**f6bes** · 04/08/2015, 11h58

Envoyé par une_question

est-ce que ça signifie que l'on peut dire que la grande consommation énergétique de l'homme cause directement une augmentation des températures de l'air au niveau mondial (effet de serre ou pas) ?

Bjr à toi,
Ca dépends de ce que tu acceptes comme définition par " grande consommation énérgétique".
Pour se déplacer, manger ( culture), loisir ect... l'homme est un GRAND CONSOMMATEUR d'ENERGIE manifestement.

Maintenant si tu ne prends en comptes QUE ce qu'il ingurgite sans te soucier de ce qui se passe AVANT pour avoir loisir d'ingurgiter, alors
c'est peanut.

Bonne journée

**une_question** · 04/08/2015, 12h46

je suppose que le reste du système est à l'état d'équilibre thermique.

donc dans ce cadre la réponse à ma question n'est pas "c'est négligeable" !

A voir en vidéo sur Futura · Aujourd'hui

**fabang** · 04/08/2015, 13h18

Il y a l'énergie évacuée par l'homme, c'est à dire liée au métabolisme du corps humain, ce que sous-entend le titre et l'énergie liée à l'activité humaine qui semblerait être la question. La capacité thermique de l'air que tu indiques n'est applicable que pour un volume d'air à pression atmosphérique, donc pas applicable à l'atmosphère qui voit sa pression diminuer avec l'altitude.
Cela dit l'énergie dissipée par l'activité humaine est tellement négligeable par rapport à l'énergie reçu par le soleil que l'on ne doit même pas être dans le mesurable. L'énergie nucléaire par exemple est la même qu'elle soit utilisée dans une centrale ou que le minerai d'uranium soit rester dans le sol, donc elle ne compte pas dans le bilan, même chose pour l'éolien, l'hydraulien, le solaire. Reste l'énergie fossile.
Le plus impactant, ce n'est pas l'énergie dissipée mais la modification du spectre d'absorption thermique de l'atmosphère.

**Dynamix** · 04/08/2015, 14h06

Envoyé par une_question

360 x 10⁹ GJ / an.

Soit 1,13e13 W
A comparer aux 1,22e17 W solaire reçus (la partie non réfléchie)

invite07941352 · 04/08/2015, 14h10

Envoyé par Dynamix

Soit 1,13e13 W
A comparer aux 1,22e17 W solaire reçus (la partie non réfléchie)

Soit un nuage ou un ange qui passe devant le Soleil ! ...

**une_question** · 04/08/2015, 23h43

disons les choses comme ça : la question que je pose est la plus simple à se poser concernant le climat, a priori elle ne fait appel qu'à l'équation de la chaleur et au rayonnement du corps noir.

et je le pense juste comme "l'ajout d'un $\text{[math]}$ d'énergie dans un système à l'équilibre thermique".

j'ai bien conscience qu'avec les histoires de climat on se retrouve facilement avec des quantités très négligeables devant d'autres, pourtant avec 0.05% de CO2 au lieu de 0.03% dans l'atmosphère les climatologues pensent que ça va avoir une incidence non négligeable sur le climat, donc on suit leur état d'esprit et on ne néglige rien !

(malheureusement 2°K d'augmentation de température moyenne de l'atmosphère sur un siècle ce n'est pas tout à fait négligeable pour la météo, et puisque c'est par rapport aux 288°K de température moyenne sur terre ça oblige à considérer des quantités qui au départ ont l'air négligeables mais qui cumulées sur des années ne le sont plus)

ensuite, je peux très bien argumenter que l'énergie annuelle consommée par l'homme (énergies autres la nourriture) a été multipliée en gros par 1000 depuis 200 ans , donc même si aujourd'hui ce nombre de Mtep/an est négligeable, rien ne permet de considérer que dans 1 siècle ça sera toujours le cas.

et fabang : merci mais je sais très bien que la pression diminue avec l'altitude, et même que le volume de la troposphère n'est pas un cylindre vu que c'est une section concentrique de sphère. et pour l'uranium tu n'as pas pris en compte la réaction en chaîne qui accélère énormément sa libération d'énergie.

**obi76** · 04/08/2015, 23h49

Bonjour,

Envoyé par une_question

ensuite, je peux très bien argumenter que l'énergie annuelle consommée par l'homme (énergies autres la nourriture) a été multipliée en gros par 1000 depuis 200 ans , donc même si aujourd'hui ce nombre de Mtep/an est négligeable, rien ne permet de considérer que dans 1 siècle ça sera toujours le cas.

votre question porte-t-elle sur "actuellement" (auquel cas on vous a déjà répondu : négligeable), ou dans 1 siècle (dans ce cas il faudra poser pas mal d'hypothèses pour estimer l'évolution démographique de l'humanité en un siècle...) ?

iharmed · 04/08/2015, 23h58

Envoyé par une_question

..................
est-ce que ça signifie que l'on peut dire que la grande consommation énergétique de l'homme cause directement une augmentation des températures de l'air au niveau mondial (effet de serre ou pas) ?
...............

Si oui on pourra alors réchauffer l’aire du Canada en hiver en y déplaçant les tous les habitants des USA et toutes leurs industries, voitures, …

**une_question** · 09/08/2015, 00h13

depuis toujours, hors événements du type grande éruption de volcan, la température à la surface de la terre moyennée sur 20 ans que je vais appeler $\text{[math]}$ est une fonction plutôt régulière des conditions qui règnent sur terre.

on suppose donc que si on modifie continuement $\text{[math]}$ un des paramètres qui influent sur le climat et donc sur $\text{[math]}$ (comme l'intensité du rayonnement solaire, l'absorption du sol par exemple la surface des neiges et glaces, ou la hauteur moyenne des forêts qui change leur taux d’absorption à différentes longueurs, ou bien le taux de CO₂ qui change le taux d'absorption de l'atmosphère à certaines longueurs d'ondes) on aura une variation continue et même $\text{[math]}$ de $\text{[math]}$ .

Ça n'a rien de délirant. Ensuite on dit qu'on peut très bien approximer $\text{[math]}$ par une fonction linéaire en $\text{[math]}$ et en chacune des variables $\text{[math]}$ , pour la simple raison que pour le moment seules les prévisions à 100 ans nous intéressent, et que si $\text{[math]}$ varie trop (s'écarte trop de sa valeur actuelle et que ses dérivées par rapport à chacune des variables change trop) on sera tous morts.

Donc on cherche déjà à estimer la dérivée de $\text{[math]}$ par rapport à $\text{[math]}$ : le GIEC nous dit $\text{[math]}$ degrés par siècle, puis par rapport à chacun des $\text{[math]}$ .

Il se trouve que $\text{[math]}$ c'est l'énergie injectée dans l'atmosphère sous forme de chaleur chaque année à cause des besoins humains en chauffage, en énergie mécanique, électrique, etc.

Clairement $\text{[math]}$ ça ne refroidit pas le climat d'injecter de la chaleur dans l'atmosphère.

Ma question est donc quelle est la valeur de $\text{[math]}$ comment la calculer ? Comment l'estimer.

À mon sens c'est la première question à se poser en matière d'évolution du climat, avant d'essayer de faire quelque modèle que ce soit. Et d'ailleurs tous les modèles climatiques cherchent d'une manière ou d'une autre à estimer la dérivée de $\text{[math]}$ par rapport à $\text{[math]}$ et à certains des paramètres $\text{[math]}$ .

Quand vous dites que la réponse à ma question est "c'est négligeable", ce que vous voulez dire c'est que certains $\text{[math]}$ influent beaucoup plus sur $\text{[math]}$ que d'autres :

$\text{[math]}$ l'intensité du soleil

$\text{[math]}$ le taux de CO₂ dans l'atmosphère

$\text{[math]}$ le taux d'absorption du sol, dont la disparition des fôrets remplacées par des prairies, ou le recul de certaines zones enneigées

$\text{[math]}$ la couverture nuageuse qui

...

$\text{[math]}$ loin derrière

d'ailleurs ça serait intéressant je pense de reformuler les prévisions (du GIEC ?) pour donner des valeurs à ces dérivées partielles par rapport aux principaux paramètres, ainsi que l'évolution prévue/plausible des différents paramètres.

**fabang** · 09/08/2015, 11h10

Ce qui m'interpelle dans ce mode calcul, c'est qu'il correspond juste à un bilan comptable instantané qui ne donne aucune information sur l'évolution.
Par exemple on peut considérer que la consommation d'énergie fossile a un impact calorique via deux processus:
La production immédiate de calorie somme toute assez faible
La production de gaz à effet de serre qui avec le soleil a un effet plus important *

Et ça dans le calcul ça n'apparait pas comme étant lié, on a un paramètre CO2 par exemple qui devrait être lié à la consommation d'énergie fossile et ne pas être un paramètre isolé.
C'est comme si tu brûlais un peu de bois pour faire 10g de charbon de bois (énergie thermique dissipée assez modeste) et que tu noircisses avec une surface blanche exposée au soleil, tu changes notablement sa capacité à récupérer l'énergie solaire, et si tu laisses cette plaque au soleil pendant quelques années le bilan énergie fossile dissipée et énergie injecter dans l'environnement devient très différents.
Il faut donc faire intervenir le facteur temps et l'imbrication (complexe) des autres paramètres pour que le calcul ait un peu de sens.

*Ce n'est pas le seul mode d'action vers le réchauffement indirect lié à la consommation d'énergie fossile, par exemple les trainées laissées par les avions de ligne, qui ne sont pas des gaz à effet de serre mais des condensations. Des études indiquent que ces trainées auraient un impact non négligeables sur le bilan radiatif thermique de la terre.

**obi76** · 09/08/2015, 11h15

Salut,

Envoyé par fabang

*Ce n'est pas le seul mode d'action vers le réchauffement indirect lié à la consommation d'énergie fossile, par exemple les trainées laissées par les avions de ligne, qui ne sont pas des gaz à effet de serre mais des condensations. Des études indiquent que ces trainées auraient un impact non négligeables sur le bilan radiatif thermique de la terre.

ça m'intéresse ça, vous auriez une source sous la main ?

invite07941352 · 09/08/2015, 11h41

Bonjour,

https://en.wikipedia.org/wiki/Contrail et les références proposées .

**fabang** · 09/08/2015, 12h27

Une version française pour les anglophobes

https://fr.wikipedia.org/wiki/Tra%C3...e_condensation

**Garion** · 09/08/2015, 13h38

A ce que je sache, la vapeur d'eau est bien considérée comme un gaz à effet de serre.

**obi76** · 09/08/2015, 14h55

Oui enfin c'est sur le coté "significatif" du phénomène que je m' interrogeais.

Boumako · 09/08/2015, 14h55

Il faut éviter les raccourcis... L'effet n’est pas lié au fait que l'eau soit un gaz à effet de serre ; la quantité présente dans les trainées est insignifiante par rapport à ce que l'on trouve sous forme gazeuse dans l’atmosphère. Les trainées sont formées d'eau sous forme liquide ou solide, qui diffusent la lumière. Une trainée de sel (qui est pourtant transparent dans l'IR) produirait le même effet.

**LPFR** · 09/08/2015, 15h09

Envoyé par obi76

Oui enfin c'est sur le coté "significatif" du phénomène que je m' interrogeais.

Bonjour Obi76.
Si mes souvenirs sont bons, c’est une étude qui a constaté une diminution de la température suite à l’arrêt des vols au dessus des USA pendant quelques jours, après les attaques contre les tours jumelles.
Cordialement,

**obi76** · 09/08/2015, 15h28

Re-,

oui enfin corrélation ne veut pas dire cause...

**LPFR** · 09/08/2015, 17h38

Re.
Effectivement, il n’est pas sur que la variation de température observée soit due uniquement à l'absence de contrails.
Voici un résumé dans Nature :
http://www.nature.com/news/2008/0812...2008.1335.html
A+

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